Herstellung von Kartoffelstärke; Daten beziehen sich auf eine neue Anlagentechnik, bei noch unklar ist, inwieweit diese tatsächlich in Betrieb ist. Die Kartoffeln werden gewaschen, zerkleinert und zur Abtrennung von Fasern und Häuten gesiebt. Die Stärke wird durch Wasch- und Zentrifugierprozesse isoliert und schließlich in einem Sprühtrockner getrocknet (Wassergehalt 17-18 %). Das Abwasser wird zunächst anaerob (mit Biogasgewinnung), dann aerob behandelt. Ein abwasserfreier Betrieb wie bei anderen stärkehaltigen Produkten ist aufgrund des hohen Wassergehaltes der Kartoffeln kaum möglich. Die Anlagen arbeiten im Kampagnebetrieb. Die Daten beziehen sich auf Deutschland. In der Papierindustrie in Deutschland wird überwiegend Kartoffelstärke eingesetzt. In der BRD gab es 1995 neun Anlagen zur Gewinnung von Kartoffelstärke, sieben zur Gewinnung von Weizenstärke und zwei zur Maisstärkegewinnung.
Herstellung von Kartoffelstärke; Daten beziehen sich auf eine neue Anlagentechnik, bei noch unklar ist, inwieweit diese tatsächlich in Betrieb ist. Die Kartoffeln werden gewaschen, zerkleinert und zur Abtrennung von Fasern und Häuten gesiebt. Die Stärke wird durch Wasch- und Zentrifugierprozesse isoliert und schließlich in einem Sprühtrockner getrocknet (Wassergehalt 17-18 %). Das Abwasser wird zunächst anaerob (mit Biogasgewinnung), dann aerob behandelt. Ein abwasserfreier Betrieb wie bei anderen stärkehaltigen Produkten ist aufgrund des hohen Wassergehaltes der Kartoffeln kaum möglich. Die Anlagen arbeiten im Kampagnebetrieb. Die Daten beziehen sich auf Deutschland. In der Papierindustrie in Deutschland wird überwiegend Kartoffelstärke eingesetzt. In der BRD gab es 1995 neun Anlagen zur Gewinnung von Kartoffelstärke, sieben zur Gewinnung von Weizenstärke und zwei zur Maisstärkegewinnung.
Das Projekt "Biotopf-Projekt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von 3N Kompetenzzentrum Nachwachsende Rohstoffe - Büro Göttingen, Fachhochschule Hildesheim,Holzminden,Göttingen, Fakultät Ressourcenmanagement, Fachgebiet Technischer Umweltschutz durchgeführt. In Deutschland werden ca. 25.000 t / Jahr an Kunststoff für die Herstellung von Pflanztöpfen eingesetzt. Bislang wurden Pflanztöpfe nicht als Verpackung gewertet. Somit sind Kunststofftöpfe nicht mit dem Grünen Punkt gekennzeichnet und das Duale System Deutschland (DSD) erhebt für die Entsorgung gebrauchter Pflanztöpfe kein Lizenzentgelt. Aufgrund einer EU-Richtlinie für Verpackungen vom Januar 2004 sollen Pflanztöpfe ab Sommer 2005 zu den Verpackungen zählen. Ausgenommen sind Blumentöpfe, in denen die Pflanzen während ihre Lebenszeit verbleiben, wie beispielsweise Zimmerpflanzen. Betroffen von dieser Regelung wären somit insbesondere Pflanzgefäße der Beet- und Balkonpflanzen und Containerpflanzen. Durch das Lizenzentgelt wurde sich der Preis für den Kunststofftopf nahe zu verdoppeln. Eine Alternative bieten biologisch abbaubare Pflanztöpfe, die über die Biotonne oder den Hauskompost entsorgt werden. Gleichzeitig kann die Vermarktung gärtnerischer Erzeugnisse durch den Einsatz umweltfreundlicher Pflanztöpfe gefördert werden. Dennoch gibt es Handlungsbedarf, um den Preis und die Produkteigenschaften der Biotöpfe zu optimieren. In dem grenzübergreifenden Projekt arbeiten niederländische und deutsche Experten aus der Wissenschaft und der Wirtschaft gemeinsam an der Optimierung und Markteinführung von bioabbaubaren Pflanzgefäßen für gärtnerische Produkte. Entwickelt und gestestet werden spezifische Stärkepflanztöpfe auf ihre Einsatzfähigkeit in den gärtnerischen Kulturen: Topfkräuter, Beet- und Balkonpflanzen, Stauden und Gehölze. Ausgangsmaterial für das Biokunststoffgranulat sind Kartoffel- und Maisstärke. Diese Granulate eignen sich zur Herstellung von Spritzgussprodukten, wie beispielsweise Pflanztöpfen, auf den bestehenden Produktionsanlagen der Kunststoffindustrie. Der Biotopf ist optisch nicht von einem konventionellen petrochemischen Kunststofftopf zu unterscheiden. Der Biotopf besteht jedoch zu gut 80 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen und ist dadurch biologisch abbaubar. Im Rahmen des Gemeinschaftsprojektes wird die Einsatzfähigkeit dieser biologisch abbaubaren Pflanztöpfe durch Praxisversuche in Gartenbaubetrieben der Ems-Dollart-Region geprüft. Die ersten Versuche zur Überprüfung der Pflanzenverträglichkeit und Gebrauchsfähigkeit der Biotöpfe sind bereits angelaufen.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Züchtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BIOPLANT - Biotechnologisches Forschungslabor GmbH durchgeführt. Die Kartoffel zeigt aufgrund ihrer tetrasomen Vererbung und der hohen Heterozygotie komplexe Erbgänge. Kombiniert mit der geringen vegetativen Vermehrungsrate resultieren Züchtungszyklen von 10 Jahren. Dies führt insbesondere bei der Züchtung von rezessiven/intermediären Merkmalen und bei der Auskreuzung von unerwünschten Genomanteilen (Wildarten) zu nicht akzeptablen Züchtungszeiträumen. Deshalb soll hier ein Verfahren (HATZ) entwickelt werden, das den Selektionsprozess durch die Kombination von Gewebekulturverfahren mit Marker-assistierter Selektion (MAS) drastisch verkürzt. Im Rahmen der MAS soll auf das gewünschte Gen/Allel und gegen unerwünschte Genomanteile selektiert werden. Um die molekulare Analyse im Hochdurchsatz zu ermöglichen, sind Verfahren zu entwickeln, welche die in tetraploiden Pflanzen auftretenden fünf Allelhäufigkeiten (nulliplex bis quadruplex) unterscheiden können. Als Modell für die Etablierung des HATZ-Verfahren werden Hoch-Amylopektin(HAP)-Kartoffeln verwendet. HAP ist ein hochwertiger Inhaltsstoff von solchen Kartoffeln, die homozygot sind für inaktive Allele des gbssI-Gens. Um die Eigenschaften dieses Wertstoffes weiter zu optimieren, sollen Sorten mit optimierter Amylopektinstärke (HAP-PLUS) gezüchtet werden, indem inaktive gbssI-Allele kombiniert mit inaktiven Allelen weiterer Gene der Stärkebiosynthese kombiniert werden. Als zweites Modell sollen Resistenzgene mittels HATZ-Zyklen mit dem Merkmal HAP-PLUS-Stärke kombiniert werden. Um dies zu erreichen, sind diagnostische Marker zu entwickeln, welche die gewünschten Gene/Allele bzw. die Alleldosis unabhängig vom genetischen Hintergrund nachweisen.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Versuche Bioplant" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Böhm-Nordkartoffel Agrarproduktion GmbH & Co. OHG durchgeführt. Stärke aus Kartoffeln kann sehr vielseitig eingesetzt werden und ist ein wichtiger Baustein der Nationalen Bioökonomie-Strategie. Bedingt durch eine geringe Transportwürdigkeit der Knollen konzentriert sich der Stärkekartoffelanbau auf Ackerflächen in der Nähe bestehender Stärkefabriken, was einen hohen Krankheitsdruck auf diesen Flächen zur Folge hat. In manchen Regionen, z.B. im Emsland, führten enge Fruchtfolgen zu hohen Befallsdichten mit dem Kartoffelzystennematoden Globodera pallida. Der daher gesetzlich vorgeschriebene Anbau nematodenresistenter Kartoffelsorten führte zu einem sehr hohen Selektionsdruck bei den vorhandenen Nematodenpopulationen, so dass sich Populationen des Pathotyps Pa3 von G. pallida mit einer veränderte Virulenz gegenüber bisher als sehr resistent eingestuften Kartoffelsorten entwickeln konnten. Für diese Befallsflächen stehen keine Sorten zur Bekämpfung der Nematoden mehr zur Verfügung. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Verbesserung genetischen Materials mit Resistenz gegenüber neuen Virulenztypen des Quarantänenematoden G. pallida. Vorab identifizierte resistente Genotypen aus Wild- und Primitivformen der Kartoffel (Solanum sp.) werden phänotypisch und molekulargenetisch hinsichtlich ihrer Resistenz gegenüber verschiedenen Virulenztypen von G. pallida genauer charakterisiert. Hieraus entwickelte DNA-Marker sollen die Introgression der verantwortlichen Resistenzgene in Sortenkandidaten beschleunigen. Untersuchungen zur Stabilität und den Mechanismen der Resistenz aus verschiedenen genetischen Herkünften gegen die unterschiedlichen Nematodenpopulationen werden zudem eine effiziente Pyramidisierung mehrerer solcher Gene ermöglichen. Langfristiges Ziel dieser Aktivitäten ist es, die Produktion des nachwachsenden Rohstoffs Kartoffelstärke nachhaltig durch die Bereitstellung innovativer Kartoffelsorten mit breitem Resistenzportfolio zu sichern.
Das Projekt "Entwicklung von Absorbentien auf Stärkebasis für die Abwasserbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. durchgeführt. Hintergrund der geplanten Arbeiten waren die Probleme bei der Entsorgung von Abwässern mit Reaktivfarbstoff-Hydrolysaten aus Textilfärbereien. Bei der Reaktivfärbung wird verfahrensbedingt nicht der gesamte Farbstoff auf der Faser gebunden, ein unvermeidlicher Rest bleibt als Hydrolysat im Abwasser. Wegen ihrer hohen Löslichkeit setzen sich diese Hydrolysate jedoch nicht im Schlamm von Aufbereitungsanlagen ab und verlassen daher als stark gefärbte Abwässer die Veredlungsbetriebe. Keine der bisher vorgeschlagenen oder praktizierten Wege brachte eine befriedigende Lösung. Prinzipiell hätte die Nutzung von Stärke zur Entfärbung von Reaktivfarbstoffhydrolysatabwässern verschiedene Vorteile. Ziel des Vorhabens war daher, das Potential von Stärke und deren Modifikationen bzw. Derivaten für die Entfärbung praxisnaher, definierter Hydrolysatabwässer zu untersuchen und die Möglichkeiten für ein industrielles Verfahren abzuklären. Das Ergebnis kann dazu beitragen, durch den Einsatz eines nachwachsenden Rohstoffs die Abwassersituation der Textilbetriebe zu verbessern. Native Stärken unterschiedlicher Herkunft weisen zwar ein gewisses Sorptionspotential auf, können aber den Vergleich mit Aktivkohle nicht bestehen. Dabei beeinflussen weder Temperatur noch Behandlungszeit oder der pH-Wert das Sorptionsergebnis positiv. Bei der Verwendung von modifizierten Stärken zeigten kationische Produkte die besten Entfärbungsleistungen. Bei diesen kationischen Kartoffelstärken handelt es sich um Stärkeether unterschiedlicher Substitutionsgrade (DS-Werte). Die benutzten Produkte weisen DS-Werte von 0,055 bzw. 0,088 auf. Diese kationischen Stärken können beträchtliche Mengen an Reaktivfarbstoff-Hydrolysat absorbieren, wobei die Sorption mit steigender Behandlungstemperatur sinkt. Der pH-Wert hat auch bei den modifizierten Stärken keinen signifikanten Einfluß auf das Sorptionsergebnis. Negativ wird die Entfärbung durch höhere Elektrolyt- und/oder Tensidkonzentrationen beeinflußt. Im Vergleich der Stärkeprodukte zur hochwirksamen Aktivkohle ist bei niedrigen Hydrolysat-Konzentrationen eine Überlegenheit der Aktivkohle gegenüber den Stärkeprodukten deutlich zu erkennen. Bei höheren Farbstoffkonzentrationen nähern sich die Entfärbungsleistungen von Aktivkohle und kationischer Stärke an. Die guten Ergebnisse bei der Anwendung der Stärkederivate in Bezug auf Reaktivfarbstoff-Hydrolsate konnten auch für Direktfarbstoffe bestätigt werden. In Abbautest wurde gezeigt, daß die biologische Abbaubarkeit der Sorptionsmittel nicht durch die Beladung beeinflußt wird. Allerdings bauen kationische Stärken mit höheren DS-Werten nicht so schnell ab wie die Ausgangsstärken. Erste grobe Abschätzungen zur Wirtschaftlichkeit von Stärkesorbentien wurden vorgenommen.
Die Südstärke GmbH stellt seit mehr als 73 Jahren Kartoffelstärke her. Für die Produktion benötigt das Unternehmen Grundwasser, das aus vier werkseigenen Brunnen zutage gefördert wird. Bei den vier Brunnen handelt es sich um Unterwasserpumpbrunnen, mit deren Hilfe Wasser aus dem Grundwasserkörper abgepumpt und über Wasserleitungen mit einer Stärke von 8 cm (D80) in die entsprechenden Werksanlagen transportiert wird. Mit Bescheid des Landratsamts Neuburg-Schrobenhausen vom 30.11.2000 wurde die wasserrechtliche Erlaubnis für die Grundwassernutzung bis zum 31.12.2020 erteilt. Nun plant die Südstärke GmbH die fortlaufende Zutageförderung von Grundwasser für die nächsten zwanzig Jahre.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Maßstabsvergrößerung und Erprobung einer Anlage zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen und Entwicklung eines Verfahrens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Emsland-Stärke GmbH durchgeführt. Die Herstellung von Stärke aus Stärkekartoffeln ist durch hohen Aufwand an Energie und Wasser gezeichnet. Die Vorbehandlung des Rohstoffs mit Hochspannungsimpulsen und Enzymen verbessert den Aufschluss der Kartoffelzellen. Der Abscheidegrad von Kartoffelfruchtwasser erhöht sich. Dadurch sind alle nachfolgenden Prozessschritte ressourcenschonend, d.h. Energie und Wasser sparend, durchführbar. Die aus Kartoffeln gewinnbaren Nebenprodukte Eiweiß und Pülpe zeigen verbesserte Eigenschaften. Pülpe wäre direkt oder in Form von Zubereitungen dem Lebensmittelmarkt zugänglich. Durch die Gewinnung höherwertiger Produkte neben Stärke wird die Wertstoffausbeute aus dem Rohstoff Kartoffel verbessert, wie dies bei der Herstellung von Mais- und Weizenstärke bereits der Fall ist. Dies reduziert die Frachten der Reststoffe zur Entsorgung in die Landwirtschaft, was die Umwelt belastet. Durch die Fermentation von Mikroorganismen mit dem Ziel der Metabolitgewinnung auf Kartoffelfruchtwasser ist eine weitere Wertschöpfung aus dem Rohstoff möglich. Die Ergebnisse sind leicht übertragbar, da keine speziellen Verfahren eingesetzt werden.
Das Projekt "Zuechterische und pflanzenbauliche Optimierung der Kartoffel als dominierender Staerkelieferant der Bundesrepublik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan, Lehrstuhl für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung durchgeführt. Die Kartoffel weist im Vergleich zu anderen Kulturarten eine geringe Stickstoffduengerverwertung auf. Hohe Nitratgehalte im Boden zum Zeitpunkt der Ernte sind haeufig die Folge davon. Ein Ziel der Untersuchungen ist, die N-Duengerverwertung durch pflanzenbauliche Massnahmen zu verbessern, um somit einen umweltvertraeglicheren Staerkekartoffelanbau zu ermoeglichen. Hohe Naehrstoffkonzentrationen im Fruchtwasser von Kartoffelknollen bereiten ebenfalls Umweltprobleme. Es gilt daher, die Auswirkungen einer reduzierten Stickstoff- und Kaliumversorgung sowie die Wechselwirkung beider Naehrelemente auf die Ertrags- und Staerkebildung zu untersuchen. Als experimentelle Grundlage dienen zweijaehrige Feldversuche. Die wesentlichsten Ergebnisse der Untersuchungen lassen sich wie folgt formulieren: - Zunehmende N-Duengermengen hatten einen Anstieg des Knollenertrages zur Folge. Der Staerkegehalt verhielt sich umgekehrt proportional zum N-Angebot, so dass der Staerkeertrag nur in geringem Masse zunahm. Mit Stickstoffgaben von 150kg/ha wurde kein Ertragszuwachs mehr erzielt. - Eine zeitliche Staffelung der N-Teilgaben erhoeht den Knollen- und Staerkeertrag. Mit einer Staffelung der Duengung wurde mit 100kg N/ha der gleiche Staerkeertrag wie mit einer Duengermenge von 150kg N/ha in einer Gabe erreicht. - Der spezifische N-Entzug und der N-Gehalt in der Knollentrockenmasse nahmen mit steigender N-Duengermenge zu. Die hoechsten Werte waren bei Sorten frueher Reifezeit zu verzeichnen. - Die Wirkung der K-Duengung war unabhaengig von der N-Duengermenge. Zunehmendes K-Angebot beeinflusste den Knollenertrag geringfuegig positiv und den Staerkegehalt leicht negativ. Der Staerkeertrag wurde durch differenzierte K-Duengermengen nicht beeinflusst. - Der spezifische K-Entzug und der K-Gehalt in der Knollentrockenmasse stehen in positiver Wechselbeziehung zur K-Duengermenge. Hohe K-Konzentrationen von groesser 2 Prozent i.d. TS minderten den Staerkeertrag nicht. - Der Naehrstoffgehalt im Fruchtwasser von Kartoffelknollen ist eine stark sortenspezifische Eigenschaft. Eine zunehmende N-Duengermenge erhoehte den Gehalt an Rohprotein und minderte geringfuegig die Konzentration von Kalium und Phosphat. Der Kaliumgehalt wurde durch steigende K-Duengermengen erhoeht, der Sorteneinfluss uebertrifft jedoch diesen Effekt.
Das Projekt "Teilvorhaben 5: Versuche Norika" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NORIKA-Nordring-Kartoffelzucht- und Vermehrungs-GmbH Groß Lüsewitz durchgeführt. Stärke aus Kartoffeln kann sehr vielseitig eingesetzt werden und ist ein wichtiger Baustein der Nationalen Bioökonomie-Strategie. Bedingt durch eine geringe Transportwürdigkeit der Knollen konzentriert sich der Stärkekartoffelanbau auf Ackerflächen in der Nähe bestehender Stärkefabriken, was einen hohen Krankheitsdruck auf diesen Flächen zur Folge hat. In manchen Regionen, z.B. im Emsland, führten enge Fruchtfolgen zu hohen Befallsdichten mit dem Kartoffelzystennematoden Globodera pallida. Der daher gesetzlich vorgeschriebene Anbau nematodenresistenter Kartoffelsorten führte zu einem sehr hohen Selektionsdruck bei den vorhandenen Nematodenpopulationen, so dass sich Populationen des Pathotyps Pa3 von G. pallida mit einer veränderte Virulenz gegenüber bisher als sehr resistent eingestuften Kartoffelsorten entwickeln konnten. Für diese Befallsflächen stehen keine Sorten zur Bekämpfung der Nematoden mehr zur Verfügung. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Verbesserung genetischen Materials mit Resistenz gegenüber neuen Virulenztypen des Quarantänenematoden G. pallida. Vorab identifizierte resistente Genotypen aus Wild- und Primitivformen der Kartoffel (Solanum sp.) werden phänotypisch und molekulargenetisch hinsichtlich ihrer Resistenz gegenüber verschiedenen Virulenztypen von G. pallida genauer charakterisiert. Hieraus entwickelte DNA-Marker sollen die Introgression der verantwortlichen Resistenzgene in Sortenkandidaten beschleunigen. Untersuchungen zur Stabilität und den Mechanismen der Resistenz aus verschiedenen genetischen Herkünften gegen die unterschiedlichen Nematodenpopulationen werden zudem eine effiziente Pyramidisierung mehrerer solcher Gene ermöglichen. Langfristiges Ziel dieser Aktivitäten ist es, die Produktion des nachwachsenden Rohstoffs Kartoffelstärke nachhaltig durch die Bereitstellung innovativer Kartoffelsorten mit breitem Resistenzportfolio zu sichern.